zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 每天进步一点点------入门视频采集与处理(视频分辨率介绍)

    分辨率这个词其实用得很广泛,摄像头有分辨率、照相机有分辨率、显示器有分辨率、打印机也有分辨率,同样,广播电视、数字视频也有分辨率,各个不同的领域对分辨率有着不同的定义,即使同一个领域,对于同一种分辨率的定义也会根据制式的不同而有所不同,例如D1分辨率,到底是720x480还是720x576呢?刚刚开始接触视频采集的人或许会有着很多的困惑,那么,本文就是专注于讲述与广播电视与数字视频相关的分辨率分类,因为做视频采集与处理的涉及的基本属于这一类分辨率。

        本想自己写一篇文章来详细介绍的,看在google上搜了一把,发现有一篇文章已经讲得非常到位,所以,干脆就不自己写了,转载过来吧,网址是:http://www.microjie.com/index.php/professional-knowledge/82-standards-parterns/26-profession-knowledge-sif-cif-d1?showall=1

    《混淆的概念:SIF与CIF、4CIF与D1》

      在目前国内监控行业中,涉及视频采集卡、压缩卡、硬盘录像机(DVR)等产品时,经常会遇到诸如SIF、CIF、4CIF、D1等等分辨率标准名词。而在实际上,由于安防行业缺乏行业规范和标准,业内很多名词多来源于其它行业的标准,因此CIF、SIF、D1等几个词不但来源不同,甚至连名词本身都已经被讹以传讹而相互混淆,令人一头雾水。

      若追溯源头来看,安防视频监控行业源于闭路电视(CCTV),因此标准一直沿用的是电视行业的SIF系列标准和录像机行业的D1标准,而在国内安防业内,SIF被讹以传讹成了CIF,D1也经常与4CIF、4SIF等概念混淆。一个典型的现象是,采用CIF和D1做为关键字去搜索视频采集卡、压缩卡、DVR等产品,搜到的几乎都是国内产品及国产外销产品,而用SIF做关键字才能搜到同类的国外产品。下面分别对CIF、SIF及D1三个来源不同的系列标准做简单介绍。

    一、CIF

      CIF(Common Intermediate Format,通用媒介格式)也称为FCIF(Full CIF),是一种用于规范YCbCr色差分量视频信号的像素分辨率的标准格式,常用于电信领域的视频会议系统。

      CIF格式是国际电信联盟(ITU)在1990年推出的的H.261视频编码标准(ITU-T H.261)中首次被定义的一种格式标准(后续H.263对CIF系列标准进一步完善),其设计目的是为了便于与电视行业的NTSC和PAL两种视频制式标准对接(【注】SECAM制式与PAL制式差异很小),推动电信领域和电视领域之间的互联互通。

      为了便于和PAL和NTSC两种制式进行转换,由于视频尺寸变换时“缩小”要比“放大”处理起来简单,因此CIF格式定义时采用了最大兼容原则(二者相比取较大者),在分辨率上采用与PAL制的SIF(Source Input Format)格式相同的352×288,在帧率上则采用与NTSC制相同的29.97 fps(30000帧/1001秒),色彩空间编码则采用YCbCr 4:2:0标准。

      QCIF含义为"Quarter CIF",即四分之一CIF的意思,其分辨率的宽和高都是CIF格式的一半;SQCIF含义为"Sub Quarter CIF",其分辨率的宽为CIF的4/11,高为CIF的1/3,像素数为CIF的4/33;类似的格式定义还有4CIF(4×CIF)和16CIF(16×CIF),都是以CIF格式做为基准进行定义。

      CIF格式图像尺寸大小之所以确定为352×288,是因为在H.261定义的视频压缩/解压的算法中,采用了基于宏块(大小为16×16像素)的DCT变换(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换),实际上CIF格式视频的帧是由22×18个宏块组成,因此每一帧图像的像素数为352×288。

      需要注意的是,国际电信联盟(ITU)定义的xCIF系列标准中的所采用的像素都是非正方形像素(像素显示时横纵比为12:11),像素数量横纵比(即存储横纵比)为352:288(即11:9)。因此,当xCIF系列标准视频在正方形像素显示设备(计算器显示器、大部分HDTV高清数字电视)中显示时,需要将画面横向拉长为原来的12/11倍(约为109.1%),分辨率变为384×288(正方形像素),像素数量的横纵比从原来的11:9变为4:3。

      【注】“正方形像素”是一个相当重要的概念,涉及到视频的采集、编码/解码、传输、存储、显示整个过程,关于此概念的详细讲解可参见《关于“正方形像素”》一文。

    格式标准 分辨率(非正方形像素) 分辨率(正方形像素) 标准帧率(帧/秒)
    QCIF 176 × 144 192 × 144 29.97 fps
    CIF(FCIF) 352 × 288 384 × 288 29.97 fps
    4CIF 704 × 576 768 × 576 29.97 fps
    16CIF 1408 × 1152 1536 × 1152 29.97 fps

    二、SIF

      动态图像专家组(MPEG)在1992年推出的MPEG-1标准中首次定义了SIF(Source Input Format,源输入格式), SIF是一种用于数字视频的存储和传输的视频格式,常用于VCD(MPEG-1视频编码)、DVD(MPEG-2的视频编码)和某些视频会议系统中。

      由于SIF系列标准主要应用电视行业,因此SIF标准格式分为SIF-525(NTSC制式)和SIF-625(PAL制式和SECAM制式)两种:

    (1)525@59.94Hz 的SIF格式(SIF-525)用于NTSC制式中,其分辨率为352×240像素,刷新频率(帧率)为29.97fps(帧/秒)

    (2)625@50Hz的SIF格式(SIF-625)用于PAL制式和SECAM制式中,其分辨率为352×288像素,刷新频率(帧率)为25fps(帧/秒)

        其中SIF-525和SIF-625两种格式都属于非隔行(逐行)标准,此外SIF还有一种隔行版本被称为SIF-I。

      SIF格式视频流也被称为MPEG-1 CPB(constrained parameters bitstream,约束参数码流)。与国际电信联盟(ITU)定义的CCIR 601(又名ITU-R BT.601/Rec.601)电视信号数字编码标准相比,SIF可以看为CCIR 601格式在帧长、帧宽、帧率和色度上均减半的标准。

      动态图像专家组(MPEG)在定义SIF(Source Input Format)格式标准时参照了国际电信联盟(ITU)定义的CIF格式标准,因此SIF标准格式几乎与CIF标准格式相同,两者的区别在于:SIF格式在NTSC制式(525-line)下为352×240@29.97fps,在PAL/SECAM制式(625-line)下为352×288@25fps;而CIF格式则无制式之分,标准格式固定为352×288@29.97fps(在H.263中帧率标准扩展支持7.49fps、14.99fps、59.94fps等值)。

      由于计算机行业广泛采用正方形像素,因此在计算机行业里SIF格式(正方形像素版本)被定义为:分辨率为320×240(相当于计算机行业的QVGA标准)或者384×288像素,帧率则可以是计算机支持的任意刷新频率(60Hz、75Hz、85Hz、……)。

      【注】“正方形像素”概念同上,详细讲解可参见http://www.microjie.com/index.php/professional-knowledge/82-standards-parterns。

    格式标准 分辨率(非正方形像素) 分辨率(正方形像素) 标准帧率(帧/秒)
    SIF@NTSC制式 352 × 240 320 × 240 29.97 fps
    SIF@PAL/SECAM制式 352 × 288 384 × 288 25 fps
    4SIF@NTSC制式 704 × 480 640 × 480 29.97 fps
    4SIF@PAL/SECAM制式 704 × 576 768 × 576 25 fps

     

    三、D1(又称为D-1、Sony's D1)

      D1是一种专业数字视频格式标准,主要应用于数字广播电视和录像行业。D1标准的产生在CIF和SIF标准之前,早于20世纪80年代就在Sony(索尼)和Bosch-BTS(博世-BTS)公司的DVR(数字录像机)产品中被首次使用。1986年,在电影电视工程师协会(SMPTE)工程师委员会的努力下,D1被采用为SMPTE标准,主要在DVTR(数字磁带录像机)产品中使用,是视频录像行业中的第一种主流格式。

      D1采用非压缩数字复合视频,颜色编码采用CCIR 601(于1981年定义)的YCbCr 4:2:2格式,音频采用PCM格式;音频和视频被同步存储在19mm(3/4")的盒式录像带上,D1录像带最大存储时间为94分钟。D1的分辨率在NTSC制式下定义为720×486(非正方形像素),在PAL/SECAM制式下为720×576(非正方形像素)。早期的D1系统复杂且操作困难,虽然后来迅速稳定下来,但就当时(1986年)来说,D1以其华丽的画质(相当于后来的SD,即标准清晰度画质)、价格的昂贵、配置要求高、升级成本高等因素而著称。

     

    格式标准 分辨率(非正方形像素) 分辨率(正方形像素) 标准帧率(帧/秒)
    D1@NTSC制式 720 × 486 720 × 540 29.97 fps
    D1@PAL/SECAM制式 720 × 576 768 × 576 25 fps

     

    四、CIF、SIF、D1三种系列标准对比

     

    格式标准 标准化时间 标准化组织 应用领域
    D1 1986年 电影电视工程师协会(SMPTE) 广播电视、电影、录像领域
    CIF 1990年 国际电信联盟(ITU) 电信、网络视频领域
    SIF 1992年 动态图像专家组(MPEG) 多媒体领域(影视、VCD、DVD等)

     

        在实际应用中,最容易混淆的三种格式为4CIF、PAL制式的4SIF,以及PAL制式的D1,这三种格式的主要区别如下:

    (1)应用领域不同;

    (2)制定的标准化组织不同;

    (3)刷新频率(帧率)定义不同;

    (4)在非正方形像素模式下分辨率不同。

     

    格式标准 分辨率(非正方形像素) 分辨率(正方形像素) 标准帧率(帧/秒)
    4CIF 704 × 576 768 × 576 29.97 fps
    4SIF@PAL/SECAM制式 704 × 576 768 × 576 25 fps
    D1@PAL/SECAM制式 720 × 576 768 × 576 25 fps

     

     

  • 相关阅读:
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 梅花桩
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 梅花桩
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 梅花桩
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 元音字母辅音字母的数量
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 元音字母辅音字母的数量
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 元音字母辅音字母的数量
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 最大的元素距离
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 递增序列
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 递增序列
    Java 第十一届 蓝桥杯 省模拟赛 最大的元素距离
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/kongqiweiliang/p/3243678.html
Copyright © 2011-2022 走看看